incomplete svf implementation
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parent
9f58751a04
commit
79fe905ec5
6 changed files with 273 additions and 19 deletions
4
Makefile
4
Makefile
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@ -5,12 +5,12 @@ FULLNAME = $(DISTNAME)-$(VERSION)
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||||||
BIN ?= ./bin
|
BIN ?= ./bin
|
||||||
VST_SDK_DIR ?= .
|
VST_SDK_DIR ?= .
|
||||||
|
|
||||||
BOTH = eq eq_const eq_const_T420 noise tube
|
BOTH = eq eq_const eq_const_T420 eq_const_T420_svf noise tube
|
||||||
LADSPA = $(BOTH)
|
LADSPA = $(BOTH)
|
||||||
VST = $(BOTH) delay_test
|
VST = $(BOTH) delay_test
|
||||||
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|
||||||
UTILS = design bench
|
UTILS = design bench
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||||||
INCLUDES = util biquad param os6iir os2piir
|
INCLUDES = util biquad svf param os6iir os2piir
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||||||
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||||||
BENCH_AGAINST = eq_const
|
BENCH_AGAINST = eq_const
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||||||
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|
||||||
|
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84
crap/eq_const_T420_svf.h
Normal file
84
crap/eq_const_T420_svf.h
Normal file
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@ -0,0 +1,84 @@
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||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
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||||||
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#define ID (0x0DEFACED+420+1337)
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||||||
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#define LABEL "crap_eq_const_T420_svf"
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||||||
|
#define NAME "crap T420 Speaker Compensation (SVF)"
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#define AUTHOR "Connor Olding"
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||||||
|
#define COPYRIGHT "MIT"
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||||||
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#define PARAMETERS 0
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||||||
|
#define BLOCK_SIZE 256
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||||||
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||||||
|
#include "util.h"
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||||||
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||||||
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#define BANDS 16
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||||||
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typedef struct {
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||||||
|
svf filters[2][BANDS];
|
||||||
|
} personal;
|
||||||
|
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||||||
|
static void
|
||||||
|
process_double(personal *data,
|
||||||
|
double *in_L, double *in_R,
|
||||||
|
double *out_L, double *out_R,
|
||||||
|
unsigned long count)
|
||||||
|
#include "process_svfs.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
process(personal *data,
|
||||||
|
float *in_L, float *in_R,
|
||||||
|
float *out_L, float *out_R,
|
||||||
|
ulong count)
|
||||||
|
#include "process_svfs.h"
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||||||
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||||||
|
INNER void
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||||||
|
construct(personal *data)
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||||||
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{}
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||||||
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||||||
|
INNER void
|
||||||
|
destruct(personal *data)
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|
{}
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||||||
|
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||||||
|
INNER void
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||||||
|
resume(personal *data)
|
||||||
|
{
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||||||
|
svf *filters = data->filters[0];
|
||||||
|
for (int i = 0; i < BANDS; i++) {
|
||||||
|
filters[i].memory[0] = 0;
|
||||||
|
filters[i].memory[1] = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
memcpy(data->filters[1], filters, BANDS*sizeof(svf));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
INNER void
|
||||||
|
pause(personal *data)
|
||||||
|
{}
|
||||||
|
|
||||||
|
INNER void
|
||||||
|
adjust(personal *data, ulong fs)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
svf *filters = data->filters[0];
|
||||||
|
filters[ 0] = svf_gen(FILT_PEAKING, 180., 11., 1.40, fs);
|
||||||
|
filters[ 1] = svf_gen(FILT_PEAKING, 740., 5.5, 0.70, fs);
|
||||||
|
filters[ 2] = svf_gen(FILT_PEAKING, 1220, -12., 0.70, fs);
|
||||||
|
filters[ 3] = svf_gen(FILT_PEAKING, 1580, 7.0, 0.25, fs);
|
||||||
|
filters[ 4] = svf_gen(FILT_PEAKING, 2080, -2.5, 0.30, fs);
|
||||||
|
filters[ 5] = svf_gen(FILT_PEAKING, 2270, 6.0, 0.20, fs);
|
||||||
|
filters[ 6] = svf_gen(FILT_PEAKING, 2470, -2.0, 0.18, fs);
|
||||||
|
filters[ 7] = svf_gen(FILT_PEAKING, 3700, -5.0, 0.32, fs);
|
||||||
|
filters[ 8] = svf_gen(FILT_PEAKING, 6200, -3.5, 0.25, fs);
|
||||||
|
filters[ 9] = svf_gen(FILT_PEAKING, 6000, -11., 3.66, fs);
|
||||||
|
filters[10] = svf_gen(FILT_HIGHSHELF, 11500, 4.0, 0.40, fs);
|
||||||
|
filters[11] = svf_gen(FILT_HIGHPASS, 150, 0.0, 1.00, fs);
|
||||||
|
filters[12] = svf_gen(FILT_PEAKING, 1775, -2.0, 0.18, fs);
|
||||||
|
filters[13] = svf_gen(FILT_PEAKING, 490, -1.5, 0.23, fs);
|
||||||
|
filters[14] = svf_gen(FILT_PEAKING, 3100, 5.0, 0.33, fs);
|
||||||
|
filters[15] = svf_gen(FILT_LOWPASS, 14000, 0.0, 0.40, fs);
|
||||||
|
/* debugging
|
||||||
|
svf *f = &filters[10];
|
||||||
|
printf("A = [%.8f %.8f]\n", f->A0[0], f->A0[1]);
|
||||||
|
printf(" [%.8f %.8f]\n", f->A1[0], f->A1[1]);
|
||||||
|
printf("B = {%.8f, %.8f}\n", f->B[0], f->B[1]);
|
||||||
|
printf("C = {%.8f, %.8f, %9.7f}\n", f->C[0], f->C[1], f->C[2]);
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
}
|
|
@ -1,18 +1,5 @@
|
||||||
/* used to resemble https://github.com/swh/ladspa/blob/master/util/biquad.h */
|
/* used to resemble https://github.com/swh/ladspa/blob/master/util/biquad.h */
|
||||||
|
|
||||||
typedef enum {
|
|
||||||
FILT_PEAKING,
|
|
||||||
FILT_LOWSHELF,
|
|
||||||
FILT_HIGHSHELF,
|
|
||||||
FILT_LOWPASS,
|
|
||||||
FILT_HIGHPASS,
|
|
||||||
FILT_ALLPASS,
|
|
||||||
FILT_BANDPASS,
|
|
||||||
FILT_BANDPASS_2,
|
|
||||||
FILT_NOTCH,
|
|
||||||
FILT_GAIN
|
|
||||||
} filter_t;
|
|
||||||
|
|
||||||
typedef struct {
|
typedef struct {
|
||||||
double a1, a2, b0, b1, b2, x1, x2, y1, y2;
|
double a1, a2, b0, b1, b2, x1, x2, y1, y2;
|
||||||
} biquad;
|
} biquad;
|
||||||
|
@ -42,6 +29,7 @@ design(double cw, double sw,
|
||||||
};
|
};
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// TODO: rename to biquad_gen_raw, fix up parameters like you did with svf
|
||||||
static biquad
|
static biquad
|
||||||
biquad_gen(filter_t type, double fc, double gain, double bw, double fs)
|
biquad_gen(filter_t type, double fc, double gain, double bw, double fs)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -52,7 +40,6 @@ biquad_gen(filter_t type, double fc, double gain, double bw, double fs)
|
||||||
A = DB2LIN(gain/2);
|
A = DB2LIN(gain/2);
|
||||||
As = sqrt(A);
|
As = sqrt(A);
|
||||||
Q = M_SQRT1_2*(1 - (w0/M_PI)*(w0/M_PI))/bw;
|
Q = M_SQRT1_2*(1 - (w0/M_PI)*(w0/M_PI))/bw;
|
||||||
/* skip = (fabs(A - 1) <= TINY); */
|
|
||||||
|
|
||||||
biquad_interim bqi;
|
biquad_interim bqi;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
40
include/process_svfs.h
Normal file
40
include/process_svfs.h
Normal file
|
@ -0,0 +1,40 @@
|
||||||
|
{
|
||||||
|
disable_denormals();
|
||||||
|
|
||||||
|
float buf_L[BLOCK_SIZE];
|
||||||
|
float buf_R[BLOCK_SIZE];
|
||||||
|
|
||||||
|
svf *f0, *f1;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (ulong pos = 0; pos < count; pos += BLOCK_SIZE) {
|
||||||
|
ulong rem = BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
if (pos + BLOCK_SIZE > count)
|
||||||
|
rem = count - pos;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (ulong i = 0; i < rem; i++) {
|
||||||
|
buf_L[i] = in_L[i];
|
||||||
|
buf_R[i] = in_R[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
f0 = data->filters[0];
|
||||||
|
f1 = data->filters[1];
|
||||||
|
for (ulong i = 0; i < BANDS; i++) {
|
||||||
|
for (ulong j = 0; j < rem; j++)
|
||||||
|
buf_L[j] = svf_run(f0, buf_L[j]);
|
||||||
|
for (ulong j = 0; j < rem; j++)
|
||||||
|
buf_R[j] = svf_run(f1, buf_R[j]);
|
||||||
|
f0++;
|
||||||
|
f1++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (ulong i = 0; i < rem; i++) {
|
||||||
|
out_L[i] = buf_L[i];
|
||||||
|
out_R[i] = buf_R[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
in_L += BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
in_R += BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
out_L += BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
out_R += BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
127
include/svf.h
Normal file
127
include/svf.h
Normal file
|
@ -0,0 +1,127 @@
|
||||||
|
/* via http://nbviewer.ipython.org/urls/music-synthesizer-for-android.googlecode.com/git/lab/Second%20order%20sections%20in%20matrix%20form.ipynb */
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
float A0[2], A1[2], B[2], C[3], memory[2];
|
||||||
|
} svf;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
double A0[2], A1[2], B[2], C[3];
|
||||||
|
} svf_interim;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
v4sf a, b, c, d, memory;
|
||||||
|
} svf_matrix;
|
||||||
|
|
||||||
|
static svf_interim
|
||||||
|
svf_design(double w0, double Q, double c0, double c1, double c2, double gc)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
svf_interim svfi;
|
||||||
|
double g = tan(0.5*w0)*gc;
|
||||||
|
double a1 = 1/(1 + g*(g + 1/Q));
|
||||||
|
double a2 = g*a1;
|
||||||
|
double a3 = g*a2;
|
||||||
|
svfi.A0[0] = 2*a1 - 1;
|
||||||
|
svfi.A0[1] = -2*a2;
|
||||||
|
svfi.A1[0] = 2*a2;
|
||||||
|
svfi.A1[1] = 1 - 2*a3;
|
||||||
|
svfi.B[0] = 2*a2;
|
||||||
|
svfi.B[1] = 2*a3;
|
||||||
|
double v0[3] = {1, 0, 0};
|
||||||
|
double v1[3] = {a2, a1, -a2};
|
||||||
|
double v2[3] = {a3, a2, 1 - a3};
|
||||||
|
svfi.C[0] = v0[0]*c0 + v1[0]*c1 + v2[0]*c2;
|
||||||
|
svfi.C[1] = v0[1]*c0 + v1[1]*c1 + v2[1]*c2;
|
||||||
|
svfi.C[2] = v0[2]*c0 + v1[2]*c1 + v2[2]*c2;
|
||||||
|
return svfi;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static svf
|
||||||
|
svf_gen_raw(filter_t type, double w0, double A, double Q)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double As = sqrt(A);
|
||||||
|
|
||||||
|
svf_interim svfi;
|
||||||
|
|
||||||
|
#define d(Q,c0,c1,c2,gc) svfi = svf_design(w0,Q,c0,c1,c2,gc)
|
||||||
|
switch (type) {
|
||||||
|
case FILT_PEAKING: d(Q*A, 1, (A*A - 1)/A/Q, 0, 1); break;
|
||||||
|
case FILT_LOWSHELF: d(Q, 1, (A - 1)/Q, A*A - 1, 1/As); break;
|
||||||
|
case FILT_HIGHSHELF: d(Q, A*A, (1 - A)*A/Q, 1 - A*A, As); break;
|
||||||
|
case FILT_LOWPASS: d(Q, 0, 0, 1, 1); break;
|
||||||
|
case FILT_HIGHPASS: d(Q, 1, -1/Q, -1, 1); break;
|
||||||
|
case FILT_ALLPASS: d(Q, 0, 0, 0, 1); break; // TODO: implement
|
||||||
|
case FILT_BANDPASS: d(Q, 0, 1, 0, 1); break; // FIXME: no gain
|
||||||
|
case FILT_BANDPASS_2: d(Q, 0, 0, 0, 1); break; // TODO: implement
|
||||||
|
case FILT_NOTCH: d(Q, 1, -1/Q, 0, 1); break;
|
||||||
|
case FILT_GAIN: d(Q, 0, 0, 0, 1); break; // TODO: implement
|
||||||
|
}
|
||||||
|
#undef d
|
||||||
|
|
||||||
|
svf s;
|
||||||
|
s.A0[0] = svfi.A0[0];
|
||||||
|
s.A0[1] = svfi.A0[1];
|
||||||
|
s.A1[0] = svfi.A1[0];
|
||||||
|
s.A1[1] = svfi.A1[1];
|
||||||
|
s.B[0] = svfi.B[0];
|
||||||
|
s.B[1] = svfi.B[1];
|
||||||
|
s.C[0] = svfi.C[0];
|
||||||
|
s.C[1] = svfi.C[1];
|
||||||
|
s.C[2] = svfi.C[2];
|
||||||
|
s.memory[0] = 0;
|
||||||
|
s.memory[1] = 0;
|
||||||
|
return s;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static svf
|
||||||
|
svf_gen(filter_t type, double fc, double gain, double bw, double fs)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double w0 = ANGULAR_LIM(fc, fs);
|
||||||
|
double A = DB2LIN(gain/2);
|
||||||
|
//double Q = M_SQRT1_2/bw;
|
||||||
|
double Q = M_SQRT1_2*(1 - (w0/M_PI)*(w0/M_PI))/bw;
|
||||||
|
return svf_gen_raw(type, w0, A, Q);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
INNER float
|
||||||
|
svf_run(svf *s, float x)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float y = s->C[0]*x + s->C[1]*s->memory[0] + s->C[2]*s->memory[1];
|
||||||
|
float temp = s->memory[0];
|
||||||
|
s->memory[0] = s->B[0]*x + s->A0[0]*temp + s->A0[1]*s->memory[1];
|
||||||
|
s->memory[1] = s->B[1]*x + s->A1[0]*temp + s->A1[1]*s->memory[1];
|
||||||
|
return y;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static svf_matrix
|
||||||
|
svf_gen_matrix(svf s)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// note: does not copy memory
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
AA = dot(A, A);
|
||||||
|
AB = dot(A, B);
|
||||||
|
CA = dot(C[1:], A);
|
||||||
|
cb = dot(C[1:], B);
|
||||||
|
return [[ C[0], 0, C[1], C[2]],
|
||||||
|
[ cb, C[0], CA[0], CA[1]],
|
||||||
|
[AB[0], B[0], AA[0][0], AA[0][1]],
|
||||||
|
[AB[1], B[1], AA[1][0], AA[1][1]]];
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
float AA0[2], AA1[2], AB[2], CA[2], cb;
|
||||||
|
AA0[0] = s.A0[0]*s.A0[0] + s.A0[1]*s.A1[0];
|
||||||
|
AA1[0] = s.A1[0]*s.A0[0] + s.A1[1]*s.A1[0];
|
||||||
|
AA0[1] = s.A0[0]*s.A0[1] + s.A0[1]*s.A1[1];
|
||||||
|
AA1[1] = s.A1[0]*s.A0[1] + s.A1[1]*s.A1[1];
|
||||||
|
AB[0] = s.A0[0]*s.B[0] + s.A0[1]*s.B[1];
|
||||||
|
AB[1] = s.A1[0]*s.B[0] + s.A1[1]*s.B[1];
|
||||||
|
CA[0] = s.A0[0]*s.C[1] + s.A0[1]*s.C[2];
|
||||||
|
CA[1] = s.A1[0]*s.C[1] + s.A1[1]*s.C[2];
|
||||||
|
cb = s.C[1]*s.B[0] + s.C[2]*s.B[1];
|
||||||
|
|
||||||
|
svf_matrix mat;
|
||||||
|
mat.memory = (v4sf){0, 0, 0, 0};
|
||||||
|
mat.a = (v4sf){s.C[0], 0, s.C[1], s.C[2]};
|
||||||
|
mat.b = (v4sf){ cb, s.C[0], CA[0], CA[1]};
|
||||||
|
mat.c = (v4sf){ AB[0], s.B[0], AA0[0], AA0[1]};
|
||||||
|
mat.d = (v4sf){ AB[1], s.B[1], AA1[0], AA1[1]};
|
||||||
|
return mat;
|
||||||
|
}
|
|
@ -10,10 +10,12 @@
|
||||||
#define PURE __attribute__((pure))
|
#define PURE __attribute__((pure))
|
||||||
#define CONST __attribute__((const))
|
#define CONST __attribute__((const))
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef FORCE_SINGLE
|
|
||||||
typedef double v2df __attribute__((vector_size(16), aligned(16)));
|
typedef double v2df __attribute__((vector_size(16), aligned(16)));
|
||||||
#else
|
typedef float v2sf __attribute__((vector_size(8), aligned(8)));
|
||||||
typedef float v2df __attribute__((vector_size(8), aligned(8)));
|
typedef float v4sf __attribute__((vector_size(16), aligned(16)));
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef FORCE_SINGLE
|
||||||
|
#define v2df v2sf
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
typedef float v4sf __attribute__((vector_size(16), aligned(16)));
|
typedef float v4sf __attribute__((vector_size(16), aligned(16)));
|
||||||
|
@ -51,4 +53,18 @@ whitenoise()
|
||||||
return white.f - 3;
|
return white.f - 3;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef enum {
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FILT_PEAKING,
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FILT_LOWSHELF,
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FILT_HIGHSHELF,
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FILT_LOWPASS,
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FILT_HIGHPASS,
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FILT_ALLPASS,
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FILT_BANDPASS,
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FILT_BANDPASS_2,
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FILT_NOTCH,
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FILT_GAIN
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} filter_t;
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#include "biquad.h"
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#include "biquad.h"
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#include "svf.h"
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